CN109068863A - 垫用芯材及床用垫 - Google Patents

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Abstract

本发明的垫用芯材是将多个平板状的缓冲体在厚度方向上堆叠而构成的垫用芯材，垫用芯材至少包括在使用时为上侧的第1缓冲体和在使用时为下侧的第2缓冲体；第1缓冲体及第2缓冲体是长丝三维结合体，第1缓冲体及第2缓冲体分别具备：上侧表面高密度层，形成在表面层区域，长丝密度较高；下侧表面高密度层，形成在下侧，长丝密度较高；以及低密度弹性层，形成在它们之间，长丝密度比表面高密度层低；在将各缓冲体在厚度方向上上下堆叠的状态下，在垫用芯材的厚度方向中间位置，形成具有使在上下方向上施加的压缩应力沿着该高密度中间层的弯曲向两缓冲体的界面方向分散的作用的高密度中间层。

Description

垫用芯材及床用垫
技术领域
本发明涉及使用长丝三维结合体的垫芯材及床用垫。
背景技术
为了改善躺卧感，作为以往的重叠铺设在垫或被褥等之上的外罩垫(填塞垫)的芯材，将处于熔融状态的多个热塑性树脂长丝(熔融长丝)彼此结合为立体的三维网状的长丝三维结合体〔以下有称作3DF(3－dimensional filaments－linked structure)的情况〕受到关注。
该长丝三维结合体通过经由多个喷出孔从挤压机以连续线状(长丝状)挤出例如聚乙烯或聚丙烯等的热塑性树脂材料、将这些长丝彼此以三维网状缠绕在一起而结合(熔粘)、在此状态下迅速地冷却而得到(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/035736号
发明内容
发明要解决的课题
可是，如果将具有上述那样的特征的长丝三维结合体增大其厚度、以作为由金属制的弹簧或线圈等构成的以往的床用垫的芯材的替代物使用，则在用户将膝部或肘部等顶在垫上而要起身时等，对于垫芯材局部地作用较大的压力，有被压缩的部位局部地接触在床等的主体(床板或顶板等)上的情况。
该接触是当比较尖锐的形状的物体的一部分、例如如果是膝部则是前端为左右的半球形将垫部分性地较深压下时发生的，如果膝部的朝下圆锥状的较深的凹陷的前端(相当于膝盖)碰抵到较硬的顶板等上，则作为“底刺感(即顶到底的感觉)”使用户感到疼痛或不适感，所以成为问题。
为了减轻这样的底刺感，首先，可以考虑通过将长丝三维结合体的各熔融长丝的直径加粗或提高密度等手法、使垫的反弹力(胡克定律中的弹簧常数)变大的方法。但是，如果过度地提高垫的反弹力，则成为坚硬而难以变形的垫，体压分散变得不充分。
此外，还可以考虑通过将其厚度加厚而使得不易出现底刺感的手法。但是，越是将垫(长丝三维结合体)的厚度加厚，越是变大变重，所以产生输送及设置作业变得麻烦的缺点。
进而，如果将长丝三维结合体加厚，则当结合体的最上部的表面层变形为较深的凹状(例如，朝下圆锥状等)时，构成上述最上部的表面层的长丝被较大地拉伸，长丝彼此的熔粘结合容易断开，结果垫的反弹力有可能下降。
本发明的目的是提供一种不将垫整体的反弹力过度提高或将垫的厚度过度加厚、即使在局部地作用较大的载荷的情况下也不易出现底刺感的垫用芯材及床用垫。
用来解决课题的手段
本发明的垫用芯材，是将多个平板状的缓冲体在厚度方向上堆叠而构成的垫用芯材，其特征在于，上述垫用芯材至少包括在使用时为上侧的第1缓冲体和在使用时为下侧的第2缓冲体；上述第1缓冲体及上述第2缓冲体是使由熔融热塑性树脂构成的长丝彼此以三维网状结合的长丝三维结合体；上述第1缓冲体及上述第2缓冲体分别具备：上侧表面高密度层，形成在厚度方向上侧的表面层区域，长丝密度较高；下侧表面高密度层，形成在厚度方向下侧的表面层区域，长丝密度较高；以及低密度弹性层，形成在上述上侧表面高密度层与上述下侧表面高密度层之间，长丝密度比表面高密度层低；在将上述第1缓冲体和上述第2缓冲体在厚度方向上上下堆叠的状态下，在该垫用芯材的厚度方向中间位置，形成有由第1缓冲体的下侧表面高密度层和第2缓冲体的上侧表面高密度层构成的高密度中间层；上述高密度中间层是具有使在上下方向上施加的压缩应力沿着该高密度中间层的弯曲而向两缓冲体的界面方向分散的功能的应力分散层。
此外，本发明的垫用芯材的特征在于，上述表面高密度层使用下述(A)的试验方法测量的压缩变形率超过0％而不到25％。
(A)压缩变形率
将在水平方向上将表面高密度层以2mm厚切片的试样切割为边长100mm的正方形而制作供试品，测量供试品的未压缩时的厚度，设为厚度L1(mm)。接着，将在前端部上安装了边长100mm的正方形状的加压板的载荷体以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对该载荷体施加200N的载荷，计测负载时的供试品的厚度L2(mm)。并且，将该平面负载时的厚度变化量的百分率[〔(L1－L2)/(L1)〕×100]设为压缩变形率(％)。
进而，本发明的垫用芯材的特征在于，上述表面高密度层其使用下述(B)的试验方法测量的伸长变形量是10mm以上150mm以下。
(B)伸长变形量
将在水平方向上将表面高密度层以2mm厚切片的试样切割为直径的圆形而制作供试品，将供试品用具有直径的圆形的开口的一对框状板夹入而固定，准备直径(2mm厚)的试样在该框内露出的试验体。接着，使在前端部上安装着直径的圆板状的加压板的载荷体抵接在框内的圆形试样的上表面的中心上，对该载荷体施加100N的载荷，使圆形试样的中央部分变形为凹状(朝下圆锥状)，在此状态下，从试验体框的侧方计测圆形试样中心部从框面的垂下量L3(mm)。将该垂下量L3设为伸长变形量(mm)。
此外，本发明的垫用芯材的特征在于，使用下述式(1)计算的上述表面高密度层的视密度是60kg/m3以上300kg/m3以下，上述低密度弹性层的视密度是30kg/m3以上155kg/m3以下；使用下述式(1)计算的上述上侧的第1缓冲体的平均视密度是35kg/m3以上150kg/m3以下，上述下侧的第2缓冲体的平均视密度是35kg/m3以上150kg/m3以下。
G＝w/(v×d×h)…(1)
在上述式(1)中，G是视密度(kg/m3)，w是供试品的质量(kg)，v是供试品的横宽(m)，d是供试品的进深(m)，h是供试品的高度(m)。
并且，本发明的垫用芯材的特征在于，在将上述第1缓冲体和第2缓冲体在厚度方向上堆叠的状态下，使用下述(C)的试验方法测量的平面载荷压缩反弹力是100N以上400N以下，并且，使用下述(D)的试验方法测量的局部载荷反弹指数是2.5以上6.5以下。
(C)平面载荷压缩反弹力
将试样与厚度方向平行地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长150mm的正方形的长方体状供试品。接着，将在前端部上安装着边长150mm的正方形状的加压板的载荷体以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L4(mm：5N时)。接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，记录在供试品的压缩后厚度(mm)与初始厚度L4相比变小15mm的[L4－15]时间点施加在载荷体上的载荷的值L5(N)。该将载荷值L5设为平面载荷压缩反弹力(N)。
(D)局部载荷反弹指数
将试样与厚度方向平行地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长300mm的正方形的长方体状供试品。接着，使前端部的直径为的圆柱状载荷体抵接在供试品的上表面中央，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L6(mm)。接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，记录在供试品的压缩后厚度(mm)从初始厚度L6缩小了25％的[达到了L6×0.75的]时间点施加在载荷体上的载荷的值L7(25％局部载荷压缩反弹力：N)、以及在超过它而供试品的压缩后厚度(mm)达到了初始厚度L6的50％[L6×0.5]的时间点施加在载荷体上的载荷的值L8(50％局部载荷压缩反弹力：N)。并且，将50％局部载荷压缩反弹力L8(N)相对于25％局部载荷压缩反弹力L7(N)的比[L8/L7]设为局部载荷反弹指数。
另一方面，本发明的床用垫的特征在于，具备在厚度方向上堆叠的上述本发明的垫用芯材、和收容垫用芯材的罩。
此外，本发明的床用垫的特征在于，在将上述第1缓冲体和第2缓冲体中间夹着上述罩而在厚度方向上上下堆叠的状态下，使用下述(E)的试验方法测量的平面载荷压缩反弹力是100N以上400N以下，并且，使用下述(F)的试验方法测量的局部载荷反弹指数是2.5以上6.5以下。
(E)平面载荷压缩反弹力
将垫用芯材与表面罩、背面罩及中间罩一起在厚度方向上垂直地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长150mm的正方形的长方体状供试品。接着，将在前端部上安装着边长150mm的正方形状的加压板的载荷体以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对该载荷体施加5N的载荷，并计测供试品的初始厚度L9(mm)。接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大而将试样在厚度方向上压缩，并记录在供试品的压缩后厚度(mm)与初始厚度L9相比变小15mm的[L9－15]时间点施加在载荷体上的载荷的值L10(N)。将该载荷值L10设为平面载荷压缩反弹力(N)。
(F)局部载荷反弹指数
将垫用芯材与与表面罩、背面罩及中间罩一起在厚度方向上垂直地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长300mm的正方形的长方体状供试品。接着，使前端部的直径为的圆柱状载荷体抵接在供试品的上表面中央，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L11(mm)。接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大而将试样在厚度方向上压缩，并记录在供试品的压缩后厚度(mm)从初始厚度L11缩小了25％的[达到了L11×0.75的]时间点施加在载荷体上的载荷的值L12(25％局部载荷压缩反弹力：N)、以及在超过它而供试品的压缩后厚度(mm)达到初始厚度L11的50％[L11×0.5]的时间点施加在载荷体上的载荷的值L13(50％局部载荷压缩反弹力：N)。并且，将50％局部载荷压缩反弹力L13(N)相对于25％局部载荷压缩反弹力L12(N)的比[L13/L12]设为局部载荷反弹指数。
发明效果
本发明的垫用芯材在占芯材的主体的低密度弹性层的厚度方向中间位置(靠中央)，形成有几乎没有由载荷带来的厚度方向的压缩变形、将载荷用层整体的弯曲变形(弯曲)承接的高长丝密度的高密度中间层。因此，即使在受到了在使用以往的垫用芯材时用户的膝部或肘部等达到床等的主体(地板或顶板)那样的(在通常的睡眠时不发生的)局部过大的载荷的情况下，在本发明的结构的垫用芯材中，对于该过大的载荷(在上下方向上作用的压缩应力)，首先，配设在厚度方向外侧且与用户接触的位置处的第1缓冲体(上侧)的上侧表面高密度层通过层自身的弯曲变形使该载荷一边在其表面(是体压支承面，上下的缓冲体的界面)方向上分散，一边向厚度方向下侧的低密度弹性层传递。
接着，如果上述弯曲变形的影响波及到垫用芯材的作为厚度方向上的中间层的高密度中间层，则该高密度中间层将上述载荷用层厚整体承接，通过层自身的弯曲变形，使该载荷在垫用芯材的宽度方向及长度方向(即两缓冲体的界面方向)上进一步分散，向厚度方向下侧的第2缓冲体(下侧)的低密度弹性层传递(参照图8〔图8〕)。由此，上述过大的载荷被有效地历经两个阶段在界面方向上分散，人的膝部等不会接触到床等的主体(顶板)，在较大的范围中被支承。因而，本发明的垫用芯材不过度地提高垫用芯材的硬度或弹力、此外不损害垫的柔软的躺卧感和体压分散性且能够做成不易发生底刺感的垫用芯材。
此外，在本发明的垫用芯材之中，使用上述(A)的试验方法测量的表面高密度层的压缩变形率不到25％者，及/或使用上述(B)的试验方法测量的表面高密度层的伸长变形量为10mm以上150mm以下者，在发生了来源于设想为左右的凹部径的用户的膝部或肘部等的压入的、朝下圆锥状等的极端的形状的凹陷的情况下，也能够更可靠地抑制该凹陷的前端接触到床的顶板等的“底刺感”的发生。并且，在不产生上述朝下圆锥状的凹陷的体压载荷程度较少的凹陷中，也有能够维持长丝三维结合体本来具备的柔软的躺卧感(较小的反弹力)的优点。
进而，在本发明的垫用芯材之中，使用上述式(1)计算的上述表面高密度层的视密度是60kg/m3以上300kg/m3以下、上述低密度弹性层的视密度是35kg/m3以上155kg/m3以下，使用上述式(1)计算的上述上侧的第1缓冲体的平均视密度是30kg/m3以上150kg/m3以下、上述下侧的第2缓冲体的平均视密度是30kg/m3以上150kg/m3以下者，能够不导致过度的重量增加且实现具有抑制上述“底刺感”的发生的性能的垫用芯材。
此外，在本发明的垫用芯材之中，特征是在将上述第1缓冲体与第2缓冲体在厚度方向上堆叠的状态下、使用上述(C)的试验方法测量的平面载荷压缩反弹力是100N以上400N以下、并且使用上述(D)的试验方法测量的局部载荷反弹指数为2.5以上6.5以下的垫用芯材，能够在维持垫本来具备的柔软的躺卧感(较小的反弹力)的同时，更可靠地抑制因局部性的压入带来的“底刺感”的发生。
另一方面，具备在厚度方向上堆叠的上述本发明的垫用芯材和收容垫用芯材的罩的床用垫，具有能够不花费工夫而简单地将各种各样的规格的垫用芯材组合来制作床用垫的优点。
此外，本发明的床用垫还有能够仅将所收容的垫用芯材中的脏污者或发生了永久变形的芯材简单地替换的优点。因而，上述结构的床用垫其维护性和作为垫整体的耐久性提高，并且有利于运行成本的降低。
进而，在本发明的床用垫之中，在将上述第1缓冲体和第2缓冲体中间夹着上述罩而在厚度方向上上下堆叠的状态下、使用上述(E)的试验方法测量的平面载荷压缩反弹力是100N以上400N以下、并且使用上述(F)的试验方法测量的局部载荷反弹指数是2.5以上6.5以下者，尽管具备罩，但能够在维持由长丝三维结合体构成的垫用芯材本来具备的柔软的躺卧感(较小的反弹力)的同时，更可靠地抑制因局部性的压入带来的“底刺感”的发生。
附图说明
本发明的目的、特色及优点根据下述详细的说明和附图会变得更明确。图1是表示本发明的第1实施方式的垫用芯材的结构的分解立体图〔图1A〕和端面图〔图1B〕。
图2〔图2〕是表示长丝三维结合体制造装置的整体结构的概略图。
图3是图2〔图2〕的W－W’线向视端面图。
图4〔图4〕是将长丝三维结合体制造装置的局部结构放大表示的说明图。
图5〔图5A〕、〔图5B〕是说明压缩变形率及平面载荷压缩反弹力的测量方法的图。
图6〔图6A〕、〔图6B〕是说明垂下量及伸长变形量的测量方法的图。
图7〔图7A〕、〔图7B〕、〔图7C〕是说明局部载荷反弹指数的测量方法的图。
图8〔图8〕是说明人在第1实施方式的垫用芯材之上跪立的状态的图。
图9是表示本发明的第2实施方式的垫用芯材的结构的分解立体图〔图9A〕和端面图〔图9B〕。
图10是表示在第1实施方式的垫用芯材上安装着罩的床用垫的状态的图〔图10A〕、和表示安装着其他类型的罩的床用垫的图〔图10B〕。
图11〔图11〕是表示以仰卧位躺在垫上时的身体的沉入深度的示意图。
图12是表示垫的身体的沉入深度与平面载荷压缩反弹力的关系的曲线图〔图12A〕、和表示垫的压缩率与平面载荷压缩反弹力的关系的曲线图〔图12B〕。
具体实施方式
以下，参考附图，详细地说明本发明的优选实施方式。
图1的〔图1A〕是本发明的第1实施方式的床用垫的分解立体图，〔图1B〕是将其结构放大表示的示意性端面图。另外，图示的各层将其厚度强调而描绘。
本实施方式的床用垫1如〔图1A〕的分解立体图所示，是在上下重叠2片垫用芯材(第1缓冲体2和第2缓冲体3)而构成的。另外，装接着垫罩的状态在后述的第3实施方式(参照图10〔图10A〕)中说明。
此外，本实施方式的床用垫1如图1〔图1B〕那样，在2片垫用芯材为一体的完成品的状态下，具备从与就寝的人接触的垫表面(图示上侧)起依次具有表面体压支承层(上侧表面高密度层)Z1、上侧弹性层(低密度弹性层)Y1、高密度中间层X(第1缓冲体2的下侧表面高密度层+第2缓冲体3的上侧表面高密度层)、下侧弹性层(低密度弹性层)Y2及背面支承层(下侧表面高密度层)Z2的多层构造。
并且，上述高密度中间层X被配置在上下的弹性层Y1、Y2之间且垫1的厚度方向中间的位置，该高密度中间层X为通过其向下方的弯曲使局部性的载荷向两缓冲体2、3的界面方向分散的应力分散层。
另外，高密度中间层X作为整体是“平坦状”。所谓上述平坦状是不像构成它的各个三维长丝那样起伏、卷曲或晃动的意思，不意味着完全没有凹凸。但是，上述平坦状的高密度中间层X包含在起伏较小的一定范围中，是仅有从截面方向乍一看看起来为板状之程度的凹凸的状态。
对构成床用垫1的各个缓冲体2、3的构造进行说明。上侧的第1缓冲体2如图1〔图1A〕所示，由位于垫的厚度方向中央部的比较厚的低密度弹性层2B、和在该低密度弹性层2B的厚度方向两端侧(图示上下方向)形成的上侧表面高密度层2A及下侧表面高密度层2C构成。
低密度弹性层2B是主要为了通过沿着人的体型变形将体重(体压)分散而柔和地支承所设置的层，使用相比而言低密度且空隙较多的三维长丝结合体，形成得较厚。
此外，厚度方向两端侧的表面高密度层2A、2C是通过后述的制造方法(参照图2〔图2〕～图4〔图4〕)在上述低密度弹性层2B的厚度方向两侧形成(层叠)的平坦的高密度表面层，通过将多根长丝在厚度方向上重叠，与低密度弹性层2B相比形成为高密度。
上述那样的结构的缓冲体的制造使用图2〔图2〕～图4〔图4〕所示那样的长丝三维结合体制造装置进行。
长丝三维结合体制造装置如〔图2〕所示，具备熔融树脂供给机构(挤压机10)、喷出熔融长丝(标号MF)的熔融长丝形成部(模子)20、包括设置在水槽31内的长丝三维结合体(用标号3DF表示)的输送路径的三维结合体形成部30、和将它们统筹而集中地控制长丝三维结合体的完成结果(成品)的计算机等控制机构(图示省略)等。
熔融树脂供给部(挤压机10)具备料斗11(材料投入部)、螺杆12、螺杆马达13、缸14、材料排出部15和螺杆加热器16，从上述料斗11供给的热塑性树脂在挤压机10的缸14内熔融，并从材料排出部15作为熔融树脂朝向熔融长丝形成部(模子20)排出。
模子20具备形成有多个喷嘴(喷出孔21a)的管头板21和模子加热器22(在图3〔图3〕中是22a～22f)，从上述挤压机10的材料排出部15供给到模子导流路20a中的熔融树脂被从上述多个喷出孔21a朝向铅直下方作为熔融长丝MF排出。另外，如在〔图3〕中也例示的那样，上述管头板21的喷出孔21a通常被设置为沿着制品(三维结合体)的宽度方向的列状，该喷出孔21a的列如〔图2〕、〔图4〕所示，在制品厚度方向上排列有多列。
三维结合体形成部30如图4〔图4〕所示，具备储存冷却水的水槽31(水面31a)、和用来将上述熔融长丝MF以三维网状缠绕结合的长丝三维结合体3DF在保持着其三维(立体)形状和厚度的状态下冷却的无端输送机34A、34B。
在上述管头板21(多个喷出孔21a)的正下方且与该无端输送机34A、34B间的上方对应的位置，设置有促进熔融长丝MF滞留的承接板32(倾斜状的导引板32A、32B)，通过由该导引板32A、32B的上表面，将从上侧的模子20向下方喷出并在自重下向铅直下方垂下(自然落下)的熔融长丝MF中的三维结合体3DF的厚度方向外侧的多根、在该例中至少为2、3根以上的长丝承接，使其向中央方向流入，形成前面所述的厚度方向两端侧的表面高密度层2A、2C。
另外，没有乘上上述一对倾斜状的导引板32A、32B的靠中央的各长丝由于比重比水轻，所以浮起到水槽31内的水面31a上而暂时停止，被持续喷出的长丝以环状依次堆积到在其上。并且，通过该环状的堆积，在熔融长丝MF中发生“三维的缠绕”、即不规则而随机性的交叉，从而形成在长丝间具有较大的空隙的上述低密度弹性层2B。
另外，图中的标号33是用来在各导引板32A、32B之上(上表面且倾斜面)形成水膜的导管(洒水管)，乘在(堆积在)形成的水膜之上的熔融长丝MF沿着上述各导引板32A、32B的倾斜在导引板(水膜)之上朝向内侧滑落，在这2个导引板32A、32B之间(间隙)，制品厚度方向前后的长丝彼此合流，形成长丝密度较高的上述表面高密度层2A、2C。
此外，为了如上述那样提高长丝密度，在本实施方式中，通过在厚度方向上重叠至少2根以上、优选的是3根以上，使该端部的表面高密度层2A、2C的长丝密度大幅提高。另外，在上述厚度方向上重叠的长丝的根数需要抑制在垫芯材表面不感到硬的程度。
进而，没有乘上上述一对倾斜状的导引板32A、32B的靠中央的各长丝被形成(喷出)为直径比较粗，实现了低密度弹性层2B的厚度方向的压缩弹性率的提高。
另外，缓冲体的表面层，即根据本实施方式，例如表面高密度层2A、2C中的长丝占有率(每单位面积的去除了空隙区域的长丝区域的专有面积)优选的是15％以上50％以下的范围内。如果该长丝占有率不到15％，则不能充分发挥向两缓冲体的界面方向的应力分散效应，容易出现起因于局部性的压入(较深的凹部)的底刺感，相反，如果长丝占有率超过50％，则起因于该表面高密度层的反弹力变得过大，成为板那样的较硬的躺卧感。
接着，将在低密度弹性层2B的厚度方向两侧一体地熔粘或交缠着表面高密度层2A、2C而层叠的长丝三维结合体3DF夹入到无端输送机34A、34B之间并输送，从其下端向水槽31内的水中排出。接着，如图2〔图2〕所示，将其通过由各输送辊36A～36F构成的水槽31内的输送路径后完全冷却，由具有驱动力的输送辊36G、36H从上述水槽31取出。
另外，无端输送机34A包括驱动辊35A和从动辊35B，被未图示的输送马达旋转驱动。此外，无端输送机34B也同样，包括驱动辊35C和从动辊35D，被未图示的输送马达旋转驱动。另外，为了使熔融长丝MF发生“三维的缠绕”，通常将上述无端输送机34A、34B的旋转速度(同步速度)相对于该熔融长丝MF的落下速度设定为5％～20％左右的低速。
通过上述制法，能够效率良好地制造中央的低密度弹性层2B和在其厚度方向两侧一体地熔粘表面高密度层2A、2C而形成的3层构造的垫用芯材(第1缓冲体2：全厚20～150mm左右)。另外，也能够同样地制造厚度(全厚)不同的第2缓冲体3(垫基：全厚150～250mm左右)。
另外，作为构成各缓冲体(长丝三维结合体)的树脂的材料，例如可以使用聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃类树脂、聚酯类树脂、聚酰胺类树脂、聚氯乙烯树脂及聚苯乙烯树脂等热塑性树脂。除此以外，还可以使用聚乙烯类弹性体、聚丙烯类弹性体、聚苯乙烯类弹性体、氯乙烯类弹性体、烯烃类弹性体、聚氨酯类弹性体、聚酯类弹性体、腈类弹性体、聚酰胺类弹性体、氟类弹性体等的热塑性弹性体等弹性材料。在上述热塑性树脂之中，聚乙烯类弹性体及聚酯类弹性体因为在室温下柔软、具备良好的弹力性，更为优选。
通过上述制法得到的缓冲体(垫用芯材)单体中的性能如以下这样计测。即，作为测量缓冲体单体中的性能的指标，测量了视密度、压缩变形率及伸长变形量。
视密度(假密度)使用从缓冲体以长方体状切割出的试样(供试品)，测量试样的质量w(kg)、横宽v(m)、进深d(m)、高度h(m)，将使用下述式(1)计算而得到的值G设为视密度(kg/m3)。
G＝w/(v×d×h)…(1)
另外，所谓平均视密度，是对以包含上述表面高密度层和上述低密度弹性层这两者的方式将缓冲体在其厚度方向上平行地(在铅直上下方向)切割出的试样进行测量的结果。
本实施方式的缓冲体2、3中的表面高密度层(2A、2C、3A、3C)部分的视密度是60kg/m3以上300kg/m3以下，相同的缓冲体2、3中的低密度弹性层(2B、3B)部分的视密度是30kg/m3以上155kg/m3以下。
此外，上述缓冲体2、3的低密度弹性层(2B、3B)部分的视密度优选的是设为35kg/m3以上90kg/m3以下，更优选的是设为40kg/m3以上70kg/m3以下。另外，在低密度弹性层的视密度不到30kg/m3的情况下，不能得到反弹力，可以看到翻身变困难的趋向。相反，如果低密度弹性层的视密度超过155kg/m3，则变重，缓冲体的通风性及清洗时的水洗性、断水性变差。
此外，在以缓冲体整体观察的情况下，在垫用芯材1中使用的上侧的第1缓冲体2及下侧的第2缓冲体3的平均视密度都处于35kg/m3以上150kg/m3以下的范围内。
此外，本实施方式的缓冲体2、3的压缩变形率是使用在下述(A)中记载的试验方法测量的，缓冲体2、3中的表面高密度层(2A、2C、3A、3C)部分的压缩变形率是超过0％且不到25％，缓冲体2、3中的低密度弹性层(2B、3B)部分的压缩变形率是5％以上80％以下。
(A)压缩变形率
将在水平方向上以2mm厚将表面高密度层切片的试样切割为边长100mm的正方形而制作供试品，测量供试品的未压缩时的厚度，设为厚度L1(mm)。接着，将在前端部上安装着边长100mm的正方形状的加压板的载荷体如图5〔图5A〕所示，以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对于该载荷体施加200N的载荷，计测负载时的供试品的厚度L2(mm)(参照图5〔图5B〕)。并且，将该平面负载时的厚度变化量的百分率[〔(L1－L2)/(L1)〕×100]设为表面高密度层部分的压缩变形率(％)。
同样，将对于去除了表面高密度层的剩余的低密度弹性层部分在水平方向上以2mm厚进行切片的试样，切割为边长100mm的正方形而制作供试品，测量供试品的未压缩时的厚度，并设为厚度L1(mm)。接着，将在前端部上安装着边长100mm的正方形状的加压板的载荷体以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对该载荷体施加200N的载荷，计测负载时的供试品的厚度L2(mm)。并且，将该平面负载时的厚度变化量的百分率[〔(L1－L2)/(L1)〕×100]设为低密度弹性层部分的压缩变形率(％)。
这里，上述缓冲体2、3中的表面高密度层(2A、2C、3A、3C)部分的压缩变形率优选的是超过0％且不到25％，更优选的是超过0％且不到10％。如果压缩变形率为25％以上，则在变形(层的伸长)时长丝三维结合体的熔粘点或结合点容易断开。
此外，上述缓冲体2、3中的低密度弹性层(2B、3B)部分的压缩变形率是5％以上80％以下，优选的是10％以上80％以下，更优选的是20％以上50％以下。在压缩变形率不到10％的情况下，成为较硬的躺卧感，体压分散性下降。相反，如果压缩变形率超过80％，则不能得到充分的反弹力，可以看到翻身变困难的趋向。
进而，在以缓冲体整体看的情况下，在垫用芯材中使用的上侧的第1缓冲体2及下侧的第2缓冲体3的平均压缩变形率都为5％以上80％以下的范围内。另外，所谓平均压缩变形率，是对以包含上述表面高密度层和上述低密度弹性层这两者的方式将缓冲体在其厚度方向上平行地(在铅直上下方向)切割出的试样进行测量的结果。
另一方面，本实施方式的缓冲体2、3的伸长变形量是使用下述(B)中记载的试验方法测量的，缓冲体2、3中的表面高密度层(2A、2C、3A、3C)部分的伸长变形量是10mm以上150mm以下。
(B)伸长变形量
将在水平方向上以2mm厚将表面高密度层切片的试样切割为直径的圆形而制作供试品，将供试品用具有直径的圆形的开口的一对框状板夹入而固定，准备直径(2mm厚)的试样在该框内露出的试验体。接着，使在前端部上安装着直径的圆板状的加压板的载荷体如图6〔图6A〕所示那样抵接在框内的圆形试样的上表面的中心，对该载荷体施加100N的载荷，使圆形试样的中央部分变形为凹状(朝下圆锥状)，在此状态下，从试验体框的侧方计测圆形试样中心部的从框面的垂下量L3(mm)(参照图6〔图6B〕〕)。将该垂下量L3设为表面高密度层部分的伸长变形量(mm)。
上述缓冲体2、3中的表面高密度层(2A、2C、3A、3C)部分的伸长变形量优选的是10mm以上150mm以下，更优选的是50mm以上100mm以下。在伸长变形量不到10mm的情况下，对于局部性的载荷不再发生较深的凹部，缓冲性下降。相反，如果伸长变形量超过150mm，则在变形时长丝三维结合体的熔粘点或结合点容易断开。
接着，如图1〔图1B〕那样，在将2片缓冲体2、3上下重叠而成为一体的状态下测量垫用芯材1整体的平面载荷压缩反弹力及局部载荷反弹指数。
本实施方式的垫用芯材1的平面载荷压缩反弹力是使用下述(C)的试验方法测量的，其特征在于，垫用芯材1整体的平面载荷压缩反弹力是100N以上400N以下。
(C)平面载荷压缩反弹力
与上述缓冲体的“压缩变形率”同样，将垫用芯材的试样与厚度方向平行地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长150mm的正方形的长方体状供试品。接着，将在前端部安装着边长150mm的正方形状的加压板的载荷体如图5〔图5A〕所示，以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L4(mm：5N时)(参照〔图5〔图5B〕〕)。接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，并记录在供试品的压缩后厚度(mm)与初始厚度L4相比变小15mm的[L4－15]时间点施加在载荷体上的载荷的值L5(N)。将该载荷值L5设为平面载荷压缩反弹力(N)。
上述垫用芯材1整体的平面载荷压缩反弹力优选的是100N以上400N以下(每0.0225m2)，更优选的是150N以上300N以下。另外，在平面载荷压缩反弹力不到100N的情况下，不能得到充分的反弹力，身体沉入，翻身变困难。相反，如果平面载荷压缩反弹力超过400N，则体压的分散变得不充分，柔软的躺卧感受损。
此外，本实施方式的垫用芯材1的局部载荷反弹指数是使用下述(D)的试验方法测量的，其特征在于，垫用芯材1整体的局部载荷反弹指数是2.5以上6.5以下。
(D)局部载荷反弹指数
与上述平面载荷压缩反弹力同样，将垫用芯材的试样与厚度方向平行地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长300mm的正方形的长方体状供试品。接着，如图7〔图7A〕所示，使前端部的直径为的圆柱状载荷体抵接在供试品的上表面中央，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L6(mm)。接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，记录：在如图7〔图7B〕所示那样供试品的压缩后厚度(mm)从初始厚度L6缩小了25％的[达到L6×0.75的]时间点施加在载荷体上的载荷的值L7(25％局部载荷压缩反弹力：N)、以及在超过它而如图7〔图7C〕所示那样供试品的压缩后厚度(mm)达到初始厚度L6的50％[L6×0.5]的时间点施加在载荷体上的载荷的值L8(50％局部载荷压缩反弹力：N)。并且，将50％局部载荷压缩反弹力L8(N)相对于25％局部载荷压缩反弹力L7(N)的比[L8/L7]设为局部载荷反弹指数。
上述垫用芯材1整体的局部载荷反弹指数优选的是2.5以上6.5以下，更优选的是3.0以上5.0以下。在局部载荷反弹指数不到2.5的情况下，对于产生局部性的较深的凹部的载荷，容易出现底刺感。相反，如果局部载荷反弹指数超过6.5，则变得过硬，缓冲性受损。
另外，如图1〔图1B〕那样，通过第1缓冲体2的下侧表面高密度层2C及第2缓冲体3的上侧表面高密度层3A的一体化而构成的第1实施方式的垫用芯材1的高密度中间层X，是能够在加压(载荷)方向上弹性变形的厚度2～30mm的层，通过对于面状的加压压缩变形而发生反弹力，并且具备通过其向下方的弯曲使局部性的载荷向两缓冲体2、3的界面方向分散的应力分散功能。
作为由缓冲体2、3构成的垫用芯材1整体的厚度(全厚)，优选的是150mm以上400mm以下，更优选的是全厚180mm以上300mm以下。如果垫整体的厚度不到150mm，则为了减轻底刺感而需要将反弹力变化率设计得较高，体压分散性容易受损。相反，如果垫整体的厚度超过400mm，则有输送及设置作业变困难的趋向。另外，上侧的第1缓冲体2相对于垫用芯材1整体的厚度的比例优选的是14％以上32％以下。
此外，在具有上述厚度(全厚)的垫用芯材1中，两缓冲体2、3的界面(接合面)的位置优选的是配置在从人就寝的上表面向下方离开20～100mm左右的位置(垫下侧)。即，将上侧的第1缓冲体2的厚度设定为20～100mm左右。
在第1缓冲体2的厚度不到20mm时，在横卧位的就寝时，肩部从垫受到的反弹力较高，体压分散性下降。相反，如果第1缓冲体2的厚度超过100mm，则由于高密度中间层X距垫用芯材1的表面(上表面)过于远离，所以在施加了产生较深的凹部的局部性的负载时，位于上表面的第1缓冲体2的上侧表面高密度层2A被过度地拉伸，构成该层2A的三维长丝彼此的熔粘结合有可能被切断。
另外，为了提高垫用芯材整体的局部载荷反弹指数，只要将位于中间的高密度中间层X的厚度与其他表面高密度层相比设定得比较厚就可以。即，如果使高密度中间层X的局部载荷反弹指数比设置在垫用芯材的最表面(上表面)的上侧表面高密度层2A的局部载荷反弹指数小(即，难以伸长)，则能够不损害体压分散性而使对于在较深的凹部发生的抵抗性提高。
根据以上这样的结构的第1实施方式的垫用芯材，如图8〔图8〕所示，形成在缓冲体2、3之间的中间位置处的高密度中间层X作为通过其向下方的弯曲使局部性的载荷向缓冲体2、3的界面方向分散的应力分散层发挥功能。由此，本实施方式的垫用芯材在发生了来源于用户的膝部或肘部等的压入的、朝下圆锥状等极端的形状的较深的凹陷的情况下，该较深的凹陷的前端也不会接触到床的顶板等，抑制了底刺感的发生。此外，本实施方式的垫用芯材1由于没有过度地提高其硬度或弹力，所以垫的柔软的躺卧感和体压分散性没有受损。因而，上述垫用芯材1能够成为能够兼顾抑制上述底刺感的发生和柔软的躺卧感的垫用芯材。
另外，在上述第1实施方式中，提示了将2片缓冲体(2、3)上下重叠而构成的垫用芯材1的例子，但缓冲体的片数及结构并不限定于此，也可以形成为更多层。例如，也可以如图9〔图9B〕所示的第2实施方式那样做成3片重叠的垫用芯材。
图9〔图9B〕所示的第2实施方式的垫用芯材5，是将在厚度方向中间位置的低密度弹性层的两端具有上侧表面高密度层和下侧表面高密度层的三层构造的第1、第2、第3缓冲体(6、7、8)如图9〔图9A〕所示那样在上下方向重叠的结构，从上方起依次由缓冲体6(垫衬板：全厚(整体厚度)10～150mm左右)、缓冲体7(中间垫：全厚10～150mm左右)、缓冲体8(垫基：全厚150～250mm左右)构成。
因而，垫用芯材5具备2个形成在各缓冲体之间(界面)的高密度中间层。即，在此情况下，在3片缓冲体6、7、8成为一体的、作为垫用芯材5的完成品的状态(图9〔图9B〕的状态)下，本实施方式的垫用芯材5从与就寝的人接触的垫表面(图示上侧)起依次形成有表面体压支承层(上侧表面高密度层)Z1、上侧弹性层(低密度弹性层)Y1、第1高密度中间层X1(第1缓冲体6的下侧表面高密度层6C+第2缓冲体7的上侧表面高密度层7A)、中间弹性层(低密度弹性层)Y2、第2高密度中间层X2(第2缓冲体7的下侧表面高密度层7C+第3缓冲体8的上侧表面高密度层8A)、下侧弹性层(低密度弹性层)Y3及背面支承层(下侧表面高密度层)Z2。
并且，与第1实施方式同样，上述各高密度中间层X1、X2为通过其向下方的弯曲使局部性的载荷向各缓冲体6、7、8的界面方向分散的应力分散层。
另外，在3片重叠的垫用芯材5中，构成它的各缓冲体单体的性能也与第1实施方式的缓冲体2、3是同样的。即，缓冲体6、7、8中的表面高密度层(6A、6C、7A、7C、8A、8C)部分的视密度是60kg/m3以上300kg/m3以下，相同的缓冲体中的低密度弹性层(6B、7B、8B)部分的视密度是30kg/m3以上155kg/m3以下。此外，各缓冲体6、7、8的低密度弹性层(6B、7B、8B)部分的视密度优选的是40kg/m3以上70kg/m3以下。
进而，上侧的第1缓冲体6、中间的第2缓冲体7及下侧的第3缓冲体8的平均视密度都处于35kg/m3以上150kg/m3以下的范围内。
除此以外，使用在前面所述的(A)中记载的试验方法测量出的各缓冲体6、7、8的压缩变形率，在表面高密度层(6A、6C、7A、7C、8A、8C)部分中是超过0％且不到25％，在低密度弹性层(6B、7B、8B)部分中是5％以上80％以下。
进而，使用在前面所述的(B)中记载的试验方法测量出的各缓冲体6、7、8的伸长变形量在表面高密度层(6A、6C、7A、7C、8A、8C)部分中是10mm以上150mm以下。
并且，在将3片缓冲体6、7、8重叠而一体的状态(图9〔图9B〕)下，使用上述(C)的试验方法测量出的垫用芯材5整体的平面载荷压缩反弹力是100N以上400N以下，使用上述(D)的试验方法测量出的垫用芯材5整体的局部载荷反弹指数为2.5以上6.5以下。这一点也与第1实施方式的垫用芯材1是同样的。
因而，上述第2实施方式的垫用芯材5也与垫用芯材1同样，形成在各缓冲体6、7、8之间的中间位置处的高密度中间层X1、X2作为通过向下方的弯曲使局部性的载荷向各缓冲体6、7、8的界面方向分散的应力分散层发挥功能。由此，本实施方式的垫用芯材5也在发生了来源于用户的膝部或肘部等的压入的、朝下圆锥状等的极端的形状的较深的凹陷的情况下，该较深的凹陷的前端不会接触到床的顶板等。因而，能够防止底刺感的发生。
接着，对带有垫罩的垫用芯材(床用垫)进行说明。图10的〔图10A〕、〔图10B〕是具备罩(4或4’)的床用垫100、101的示意性剖视图。
床用垫100是以下的结构：在通过上述制法得到的下侧的缓冲体3(垫基：全厚150～250mm左右)之上，叠合缓冲体2(垫衬板：全厚20～150mm左右)，将它们一起收容到垫罩4内，进行固定以使缓冲体2和缓冲体3不在水平方向上偏移。
另外，收容缓冲体的垫罩如图10〔图10B〕所示，也可以做成在下侧的缓冲体3与上侧的缓冲体2之间具有将它们之间分隔的分隔部(中间罩4b)的袋状(二分割的袋状)。作为这样的结构，通过将各缓冲体2、3分开收容到表面罩4a与中间罩4b之间的上侧的收容室、和中间罩4b与背面罩4c之间的下侧的收容室中，能够仅将这些缓冲体2、3的一方简单地更换。此外，由于按照每个缓冲体取出较容易，所以能够将它们分别地清洗(水洗)。
作为垫罩4、4’的布料，只要是能够进行固定以使各缓冲体彼此不偏移的材料就可以，没有特别限制，但优选的是容易放入到洗衣机中洗涤、或挂到晾晒杆上干燥的布料，例如可以使用用聚酯丝、尼龙丝、丙烯丝等编织的拉毛织物布料、提花编织布料、双拉舍尔经编织布料、苏格兰裙布料等。
另外，在各容纳室的侧面上，分别配设有滑动式固定金属件(拉链)等，通过将这些拉链打开，能够将各缓冲体取放。由此，能够进行各缓冲体单独的清洗等。
此外，在本实施方式中，作为进行固定以使多个缓冲体彼此在水平方向上不偏移的固定机构的具体例而例示了罩，但作为固定机构并不限定于罩，也可以使用绳或带扣等公知的固定机构。
并且，在具有罩的床用垫100、101等中，也能够测量与无罩的垫用芯材1、5同样的平面载荷压缩反弹力及局部载荷反弹指数。
即，床用垫100、101的平面载荷压缩反弹力是使用下述(E)的试验方法测量的，其特征在于，床用垫整体的平面载荷压缩反弹力是100N以上400N以下。
(E)平面载荷压缩反弹力
将垫用芯材与表面罩4a、背面罩4c及中间罩4b一起在厚度方向上垂直地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长150mm的正方形的长方体状供试品。接着，将在前端部上安装着边长150mm的正方形状的加压板的载荷体如图5〔图5A〕所示，以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L9(mm)(〔参照图5〔图5B〕〕)。接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，记录在供试品的压缩后厚度(mm)与初始厚度L9相比变小15mm的[L9－15]时间点施加在载荷体上的载荷的值L10(N)。将该载荷值L10设为平面载荷压缩反弹力(N)。
上述床用垫100、101整体的平面载荷压缩反弹力优选的是100N以上400N以下(每0.0225m2)，更优选的是150N以上300N以下。另外，与垫用芯材单体的情况同样，在平面载荷压缩反弹力不到100N的情况下，不能得到充分的反弹力，身体沉入，翻身变得困难。相反，如果平面载荷压缩反弹力超过400N，则体压的分散变得不充分，柔软的躺卧感受损。
此外，床用垫100、101的局部载荷反弹指数是使用下述(F)的试验方法测量的，其特征在于，床用垫整体的局部载荷反弹指数与垫用芯材单体的情况同样，是2.5以上6.5以下。
(F)局部载荷反弹指数
将垫用芯材与表面罩、背面罩及中间罩一起在厚度方向上垂直地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长300mm的正方形的长方体状供试品。接着，如图7〔图7A〕所示，使前端部的直径为50mmφ的圆柱状载荷体抵接在供试品的上表面中央，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L11(mm)。接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，记录在如图7〔图7B〕所示那样供试品的压缩后厚度(mm)从初始厚度L11缩小了25％的[达到L11×0.75的]时间点施加在载荷体上的载荷的值L12(25％局部载荷压缩反弹力：N)、以及在如图7〔图7C〕所示那样供试品的压缩后厚度(mm)达到初始厚度L11的50％[L6×0.5]的时间点施加在载荷体上的载荷的值L13(50％局部载荷压缩反弹力：N)。并且，将50％局部载荷压缩反弹力L13(N)相对于25％局部载荷压缩反弹力L12(N)的比[L13/L12]设为局部载荷反弹指数。
上述床用垫100、101整体的局部载荷反弹指数优选的是2.5以上6.5以下，更优选的是3.0以上5.0以下。在局部载荷反弹指数不到2.5的情况下，对于产生局部性的较深的凹部的载荷容易出现底刺感。相反，如果局部载荷反弹指数超过6.5则变得过硬，缓冲性受损。
根据上述带有罩的床用垫的结构，形成在各缓冲体之间的中间位置处的高密度中间层X也作为通过其向下方的弯曲使局部性的载荷向两缓冲体的界面方向以两级分散的应力分散层发挥作用。由此，本实施方式的床用垫即使在发生了来源于用户的膝部或肘部等的压入的、朝下圆锥状等的极端的形状的较深的凹陷的情况下，该较深的凹陷的前端也不会接触到床的顶板等，抑制了底刺感的发生(参照图8〔图8〕所示)。
另外，本实施方式的床用垫100、101也不将其硬度及弹力过度提高，所以垫的柔软的躺卧感和体压分散性没有受损。因而，上述床用垫也与是垫用芯材单体的情况同样，能够做成能够兼顾抑制底刺感的发生和柔软的躺卧感的垫。并且，上述床用垫100、101具有能够将容纳在罩中的缓冲体简单地进行单独清洗的优点。
实施例
接着，使用制作出的垫用芯材，测量平面载荷压缩反弹力及局部载荷反弹指数，进行评价它们的性能值与躺卧感(体压分散性)及“底刺感”的消除的相关性的试验。对其结果进行说明。
后述的“表1”所示的实施例1～6及比较例1的供试体(作为试样的垫用芯材)与在第1实施方式中例示的垫用芯材1同样，是将2片垫用芯材(第1缓冲体2和第2缓冲体3)上下重叠的结构，按照实施例或比较例将各缓冲体的厚度或物性不同的结构组合而构成。此外，实施例7的供试体是在上述实施例4的垫用芯材上覆盖垫罩(聚酯丝的双拉舍尔经编织布料：5mm厚)、如床用垫101(图10的〔图10B〕，参照罩4’)那样构成的，将垫用芯材与表面罩、背面罩及中间罩一起在厚度方向上垂直地切割，制作出试样。
另外，实施例1～6及比较例1(包括参考例1、2)为了其性能比较，使将上侧缓冲体和下侧缓冲体加在一起的作为床用垫的厚度全部统一为250mm(实施例7由于包括罩，所以全厚265mm)。实施例与比较例的差异在于，实施例都在上下的缓冲体接触的中间部分(上下方向中位的部分)具备具有使形成较深的凹陷那样的过大的载荷在面方向上分散的应力分散功能的高密度中间层X这一点。此外，如表1的下段所示，将仅在厚度方向两端(表面及背面)具备高密度层、在中间部分没有高密度层而中间部分仅由低密度弹性层构成的以往的单层型的垫(缓冲体)作为参考例1、2添加到试验中。
[表1]
关于具有在上述表1中记载那样的结构的实施例1～7、比较例1及参考例1、2的垫(垫用芯材)，使用在实施方式中也叙述的下述(C)的试验方法，测量平面载荷压缩反弹力。
(C)平面载荷压缩反弹力
与上述缓冲体的“压缩变形率”同样，将垫用芯材(或带有罩的垫的实施例7)的试样与厚度方向平行地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长150mm的正方形的长方体状供试品。接着，将在前端部上安装着边长150mm的正方形状的加压板的载荷体，以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L4(mm：5N时)。接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，并记录在供试品的压缩后厚度(mm)与初始厚度L4相比变小15mm的[L4－15]时间点施加在载荷体上的载荷的值L5(N)。将该载荷值L5设为平面载荷压缩反弹力(N)
此外，同样对实施例1～7、比较例1及参考例1、2的垫用芯材使用也在实施方式中叙述的下述(D)的试验方法测量局部载荷反弹指数。
(D)局部载荷反弹指数
与上述平面载荷压缩反弹力同样，将垫用芯材(或带有罩的垫的实施例7)的试样与厚度方向平行地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长300mm的正方形的长方体状供试品。接着，使前端部的直径为的圆柱状载荷体抵接在供试品的上表面中央，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L6(mm)。接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，并记录：在供试品的压缩后厚度(mm)从初始厚度L6缩小了25％的[达到L6×0.75的]时间点施加在载荷体上的载荷的值L7(25％局部载荷压缩反弹力：N)、以及在超过它而供试品的压缩后厚度(mm)达到初始厚度L6的50％[L6×0.5]的时间点施加在载荷体上的载荷的值L8(50％局部载荷压缩反弹力：N)。并且，将50％局部载荷压缩反弹力L8(N)相对于25％局部载荷压缩反弹力L7(N)的比[L8/L7]设为局部载荷反弹指数。
将各试验的结果汇总表示在下述的“表2”中。另外，在表2中，也一起记述了另外计测的垫整体的平均视密度(kg/m3)、和与底刺感的消除相关的应力分散层(高密度中间层X)的厚度(mm)。
此外，与各数值一起记述的(评价)是作为模特用户而感官评价体重65kg、身高170cm的监测者(男性)的“底刺感”和“体压分散性”。上述“底刺感”是监测者在如图8〔图8〕所示那样在载置于床上的垫上采取跪立姿势的情况下，对于膝部从垫或床的顶板受到的底刺感(疼痛等)以以下这样的3个级别进行评价的。
1)Very Good：完全没有感到起因于来自床的顶板的反作用的疼痛等。
2)Good：稍稍感到起因于来自床的顶板的反作用的冲击，但是是没有问题的水平。
3)No Good：感到起因于来自床的顶板的反作用的冲击(疼痛)。
此外，上述“体压分散性”如图11〔图11〕所示，是当以仰卧位横躺在载置于床上的垫上时，将肩部(肩胛骨部分)及臀部从垫受到的压迫感或闭塞感等以以下这样的3个级别进行评价的。
1)Very Good：完全没有感到压迫感等。
2)Good：稍稍感到压迫感等，但是是没有问题的水平。
3)No Good：感到压迫感等。
将以上的评价表示在以下的表2中。
[表2]
根据上述表2的结果，实施例1～6的垫用芯材及作为带有罩的床用垫的实施例7均表示底刺感的局部载荷反弹指数进入到2.5以上6.5以下的范围中，表示体压分散的平面载荷压缩反弹力进入到100N以上400N以下(在该例中是200N～300N)的范围中，在监测者的感官评价中也为Good或Very Good的评价。即，这些实施例1～7的垫都平衡良好地兼顾了躺卧感(体压分散)的满足和跪立等时的底刺感的抑制。
其中特别是表示底刺感的局部载荷反弹指数进入到3.0～5.0的范围中的实施例2～4的垫综合评价也较高，可知是适合于实用的垫。
另外，如实施例7的结果，可知，如果将在实施例1～6的垫用芯材上覆盖了图10的〔图10A〕或〔图10B〕所示那样的罩4或罩4’的床用垫也通过上述(E)及上述(F)的方法测量平面载荷压缩反弹力及局部载荷反弹指数，则能得到与无罩的实施例1～6大致相同的结果。此外可以确认，使用带有罩的试样的“底刺感”及“体压分散性”的感官评价的结果也与无罩的实施例1～6没有变化。
这里，关于如本发明的床用垫那样坚硬、平板且具有高密度中间层(本例中的高密度中间层X)的垫，可以想到以下这样的情况。
即，如图11〔图11〕所示，已知决定躺卧感的、身体从垫受到的压力(每单位面积的“反弹力”)由以仰卧位躺在垫上时的身体的沉入深度决定。
没有高密度中间层的通常的垫的平面载荷下的反弹力(平面载荷压缩反弹力)如图12〔图12A〕的曲线图所示，不论是反弹力的变化相对较小的垫(直线M1)还是反弹力的变化相对较大的垫(直线M2)，都按照胡克定律，在沉入深度D为“0”的附近(图11〔图11〕的区V1)，反弹力P为“0”，在沉入深度D为最大值“Dmax”的附近(图11〔图11〕的区V2)，反弹力P为最大值“Pmax”。
此外，身体沉入到垫中时的平均的深度(平均的沉入深度)由垫的反弹力的变化(变化率)决定，反弹力的变化越小，平均的沉入深度越大，所以反弹力的变化相对较小的垫(图12〔图12A〕的直线M1)的平均的沉入深度Dave比反弹力的变化相对较大的垫(图12〔图12A〕的直线M2)的平均的沉入深度Dave’大。
相反，身体沉入到垫中时的平均的反弹力由垫的平均的沉入深度决定，平均的沉入深度越大，平均的反弹力越小(换言之，在体重相同的情况下，身体与垫的接触面积变大)，所以反弹力的变化相对较小的垫(M1)的平均的反弹力Pave比反弹力的变化相对较大的垫(M2)的平均的反弹力Pave’小。
即，关于最大沉入深度Dmax，虽然准确地讲根据体型而有差异，但在通常的垫中，为比平均的沉入深度Dave大5mm～20mm左右的值。此外，由于Dmax与Dave的差相比垫的反弹力的变化更依存于体型，所以Dmax’与Dave’相比，大接近于Dmax与Dave的差，结果可以理解，仅通过单单提高反弹力的变化率，反弹力的变化较大的垫(M2)的最大压力Pmax’变得比反弹力的变化较小的垫(M1)的最大反弹力Pmax高，体压分散性下降。
以上是没有高密度中间层的通常的垫的反弹力的变化，但相对于此，在本发明的具有高密度中间层X的垫中，如图12〔图12B〕的曲线M3所示，对于载荷，反弹力以指数函数上升。
具体而言，在表示〔图12B〕的压缩率(％)与反弹力的相关性的曲线图中，通常的不具备高密度中间层的垫呈现大体遵循胡克定律的、与载荷对应而反弹力以接近于正比例的关系上升的直线M1(与图12〔图12A〕的直线M1相同)的动态。而本发明的具有高密度中间层X的垫如曲线M3所示，反弹力相对载荷以指数函数上升。考虑这是因为设置了局部载荷分散用的上述高密度中间层X。
结果，在横卧位下单臂或腰部等沉入到垫中时那样的较小的局部载荷下，即在垫不发生较深的圆锥状的凹陷那样的状态下，垫维持长丝三维结合体本来具备的柔软的躺卧感(较小的反弹力)(图12〔图12B〕中的遵照直线M1及胡克定律的状态)。
并且，如图8〔图8〕所示，在跪立在垫上等、垫发生较深的圆锥状的凹陷那样的较大的局部载荷下，本发明的垫产生从胡克定律脱离的、图12〔图12B〕中的曲线M3那样的较大的反弹力，能够进一步可靠地抑制位于上述凹陷的前端部的膝部等接触在床的顶板等上的“底刺感”的发生。
这样，具有高密度中间层X的本发明的床用垫在受到通常的宽而小的载荷(体压)时，以遵照胡克定律的反弹样式(模式)将其承接，在受到窄而大的载荷(膝部等)时，以超越通常的定律的较大的反弹力将其承接。即，本发明的垫的“底刺感”的发生的抑制可以认为是通过上述那样的反弹途中的反弹样式的变更(模式改变)来进行的。
以上详述的本发明能够不脱离其主旨或主要的特征而以其他各种各样的形态实施。因而，上述实施方式在所有的方面都不过是单纯的例示，本发明的范围是由权利要求书表示的，完全不受说明书正文约束。进而，属于权利要求书的变形及变更全部为本发明的范围内。
产业上的可利用性
本发明的垫用芯材除了床用垫以外，还能够作为沙发床、天然橡胶床或与它们类似的沙发用的缓冲物使用。
标号说明
1 垫用芯材
2 缓冲体(上侧)
2A 上侧表面高密度层
2B 低密度弹性层
2C 下侧表面高密度层
3 缓冲体(下侧)
3A 上侧表面高密度层
3B 低密度弹性层
3C 下侧表面高密度层
4、4’ 垫罩
4a 表面罩
4b 中间罩
4c 背面罩
5 垫用芯材
6 缓冲体(上侧)
6A 上侧表面高密度层
6B 低密度弹性层
6C 下侧表面高密度层
7 缓冲体(中位)
7A 上侧表面高密度层
7B 低密度弹性层
7C 下侧表面高密度层
8 缓冲体(下侧)
8A 上侧表面高密度层
8B 低密度弹性层
8C 下侧表面高密度层
100、101 床用垫
X、X1、X2 高密度中间层
Y1、Y2、Y3 低密度弹性层(中位)
Z1 表面体压支承层(上侧表面高密度层)
Z2 背面支承层(下侧表面高密度层)
10 挤压机
11 料斗
12 螺杆
13 螺杆马达
14 缸
15 材料排出部
16 螺杆加热器
20 模子
20a 模子导流路
21 管头板
21a 喷出孔
22 模子加热器
22a、22b、22c、22d、22e、22f 模子加热器
30 三维结合形成部
31 水槽
31a 水面
32、32A、32B 导引板
33 洒水管
34、34A、34B 无端输送机
35A、35C 驱动辊
35B、35D 从动辊
36A、36B、36C、36D、36E、36F、36G、36H 输送辊
41 管头板
41a 喷出孔
MF 熔融长丝
3DF 长丝三维结合体

Claims (7)

1.一种垫用芯材，将多个平板状的缓冲体在厚度方向上堆叠而构成，其中，
上述垫用芯材至少包括在使用时为上侧的第1缓冲体和在使用时为下侧的第2缓冲体；
上述第1缓冲体及上述第2缓冲体是使由熔融热塑性树脂构成的长丝彼此以三维网状结合的长丝三维结合体；
上述第1缓冲体及上述第2缓冲体分别具备：
上侧表面高密度层，形成在厚度方向上侧的表面层区域，长丝密度较高；
下侧表面高密度层，形成在厚度方向下侧的表面层区域，长丝密度较高；以及
低密度弹性层，形成在上述上侧表面高密度层与上述下侧表面高密度层之间，长丝密度比表面高密度层低；
在将上述第1缓冲体和上述第2缓冲体在厚度方向上上下堆叠的状态下，在该垫用芯材的厚度方向中间位置，形成有由第1缓冲体的下侧表面高密度层和第2缓冲体的上侧表面高密度层构成的高密度中间层，
上述高密度中间层是具有使在上下方向上施加的压缩应力沿着该高密度中间层的弯曲而向两缓冲体的界面方向分散的作用的应力分散层。
2.如权利要求1所述的垫用芯材，其中，
上述表面高密度层使用下述(A)的试验方法测量的压缩变形率不到25％，
(A)压缩变形率
将在水平方向上将表面高密度层以2mm厚切片的试样切割为边长100mm的正方形而制作供试品，测量供试品的未压缩时的厚度，设为厚度L1(mm)。接着，将在前端部安装着边长100mm的正方形状的加压板的载荷体以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对该载荷体施加200N的载荷，计测负载时的供试品的厚度L2(mm)，并且，将该平面负载时的厚度变化量的百分率[〔(L1－L2)/(L1)〕×100]设为压缩变形率(％)。
3.如权利要求1所述的垫用芯材，其中，
上述表面高密度层的使用下述(B)的试验方法测量的伸长变形量是10mm以上150mm以下，
(B)伸长变形量
将在水平方向上将表面高密度层以2mm厚切片的试样切割为直径的圆形而制作供试品，将供试品用具有直径的圆形的开口的一对框状板夹入而固定，准备直径(2mm厚)的试样在该框内露出的试验体，接着，使在前端部上安装着直径的圆板状的加压板的载荷体抵接在框内的圆形试样的上表面的中心，对该载荷体施加100N的载荷，使圆形试样的中央部分变形为凹状，在此状态下，从试验体框的侧方计测圆形试样中心部从框面的垂下量L3(mm)，将该垂下量L3设为伸长变形量(mm)。
4.如权利要求1～3中任一项所述的垫用芯材，其中，
使用下述式(1)计算的上述表面高密度层的视密度是60kg/m3以上300kg/m3以下，上述低密度弹性层的视密度是30kg/m3以上155kg/m3以下，
使用下述式(1)计算的上述上侧的第1缓冲体的平均视密度是35kg/m3以上150kg/m3以下，上述下侧的第2缓冲体的平均视密度是35kg/m3以上150kg/m3以下，
G＝w/(v×d×h)…(1)
在上述式(1)中，G是视密度(kg/m3)，w是供试品的质量(kg)，v是供试品的横宽(m)，d是供试品的进深(m)，h是供试品的高度(m)。
5.如权利要求1～4中任一项所述的垫用芯材，其中，
在将上述第1缓冲体和第2缓冲体在厚度方向上堆叠的状态下，
使用下述(C)的试验方法测量的平面载荷压缩反弹力是100N以上400N以下，并且，
使用下述(D)的试验方法测量的局部载荷反弹指数是2.5以上6.5以下，
(C)平面载荷压缩反弹力
将试样与厚度方向平行地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长150mm的正方形的长方体状供试品，接着，将在前端部安装着边长150mm的正方形状的加压板的载荷体以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L4(mm：5N时)，接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，记录在供试品的压缩后厚度(mm)与初始厚度L4相比变小15mm的[L4－15]时间点施加在载荷体上的载荷的值L5(N)，该将载荷值L5设为平面载荷压缩反弹力(N)，
(D)局部载荷反弹指数
将试样与厚度方向平行地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长300mm的正方形的长方体状供试品，接着，使前端部的直径为的圆柱状载荷体抵接在供试品的上表面中央，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L6(mm)，接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，记录：在供试品的压缩后厚度(mm)从初始厚度L6缩小了25％的[达到了L6×0.75的]时间点施加在载荷体上的载荷的值L7(25％局部载荷压缩反弹力：N)、以及在超过它而供试品的压缩后厚度(mm)达到初始厚度L6的50％[L6×0.5]的时间点施加在载荷体上的载荷的值L8(50％局部载荷压缩反弹力：N)，并且，将50％局部载荷压缩反弹力L8(N)相对于25％局部载荷压缩反弹力L7(N)的比[L8/L7]设为局部载荷反弹指数。
6.一种床用垫，其中，
具备在厚度方向上堆叠的权利要求1～5中任一项所述的垫用芯材、和收容垫用芯材的罩。
7.如权利要求6所述的床用垫，其中，
在将上述第1缓冲体和第2缓冲体中间夹着上述罩而在厚度方向上上下堆叠的状态下，
使用下述(E)的试验方法测量的平面载荷压缩反弹力是100N以上400N以下，并且，
使用下述(F)的试验方法测量的局部载荷反弹指数是2.5以上6.5以下，
(E)平面载荷压缩反弹力
将垫用芯材与罩一起在厚度方向上垂直地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长150mm的正方形的长方体状供试品，接着，将在前端部上安装着边长150mm的正方形状的加压板的载荷体以将形状与上述加压板匹配而装载的方式载置到供试品的上表面，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L9(mm)，接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，记录在供试品的压缩后厚度(mm)与初始厚度L9相比变小15mm的[L9－15]时间点施加在载荷体上的载荷的值L10(N)，将该载荷值L10设为平面载荷压缩反弹力(N)。
(F)局部载荷反弹指数
将垫用芯材与罩一起在厚度方向上垂直地切割，制作并准备上表面(顶面)为边长300mm的正方形的长方体状供试品，接着，使前端部的直径为的圆柱状载荷体抵接在供试品的上表面中央，对该载荷体施加5N的载荷，计测供试品的初始厚度L11(mm)，接着，将向载荷体施加的载荷以20N/秒的比例增大，将试样在厚度方向上压缩，记录：在供试品的压缩后厚度(mm)从初始厚度L11缩小了25％的[达到了L11×0.75的]时间点施加在载荷体上的载荷的值L12(25％局部载荷压缩反弹力：N)、以及在超过它而供试品的压缩后厚度(mm)达到初始厚度L11的50％[L6×0.5]的时间点施加在载荷体上的载荷的值L13(50％局部载荷压缩反弹力：N)，并且，将50％局部载荷压缩反弹力L13(N)相对于25％局部载荷压缩反弹力L12(N)的比[L13/L12]设为局部载荷反弹指数。
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